JP2010111351A - 空気入りタイヤ - Google Patents

Abstract

【課題】サイドウォール部にファッション性を付与した空気入りタイヤにおいて、外観を改善し、かつ煩雑なバフ作業を排除することが可能な空気入りタイヤを提供する。
【解決手段】サイドウォール部２の外表面２ａに、天然ゴムにブチルゴム、ハロゲン化ブチルゴム、エチレン-プロピレン-ジエン三元共重合体の３種類の中から選ばれる少なくとも１種類のゴムを配合したゴム層９を介して、熱可塑性樹脂に二酸化チタンを配合してなる、または熱可塑性樹脂成分とエラストマー成分とをブレンドした熱可塑性エラストマー組成物に二酸化チタンを配合してなるフィルム層１０が設けられている。ゴム層９の厚さは０．１５ｍｍ〜１．５ｍｍ、フィルム層１０の厚さは、熱可塑性樹脂の場合１μｍ〜３０μｍ、熱可塑性エラストマー組成物の場合１０μｍ〜３００μｍである。
【選択図】図２

Description

本発明は、サイドウォール部にファッション性を持たせた空気入りタイヤに関する。

従来、タイヤのサイドウォール部にホワイトゴムコンパウンドを用いて種々の模様を施してファッション性を付与した乗用車用タイヤなどの空気入りタイヤが知られている（例えば、特許文献１参照）。

このような空気入りタイヤは、サイドウォール部の外表面にホワイトゴムコンパウンドが露出した構造となるが、そのホワイトゴムコンパウンドの露出した部分が経時劣化により茶色く変色して見映え（外観）が悪くなるという問題があった。また、通常、加硫済みタイヤの表面をバフして、ホワイトゴムコンパウンドを露出させるようにするが、そのバフ作業が煩雑であるという問題もある。
特開平９−１１１０４１号公報

本発明の目的は、サイドウォール部にファッション性を付与した空気入りタイヤにおいて、外観を改善し、かつ煩雑なバフ作業を排除することが可能な空気入りタイヤを提供することにある。

上記目的を達成する本発明の空気入りタイヤは、サイドウォール部の外表面に、天然ゴムにブチルゴム、ハロゲン化ブチルゴム、エチレン-プロピレン-ジエン三元共重合体の３種類の中から選ばれる少なくとも１種類のゴムを配合した厚さ０．１５ｍｍ〜１．５ｍｍのゴム層を介して、熱可塑性樹脂に二酸化チタンを配合してなる厚さ１μｍ〜３０μｍのフィルム層、または熱可塑性樹脂成分とエラストマー成分とをブレンドした熱可塑性エラストマー組成物に二酸化チタンを配合してなる厚さ１０μｍ〜３００μｍのフィルム層を設けたことを特徴とする。

上述した本発明によれば、ホワイトゴムコンパウンドより経時劣化し難い上記フィルム層の採用によりファッション性を付与する一方、そのフィルム層をサイドウォール部の外表面に直接配置せずに上記ゴム層を介して設けたことにより、フィルム層を汚染するサイドウォール部のゴムに含有する老化防止剤やワックスがフィルム層に容易に移行することがない。従って、ファッション性を付与するフィルム層が劣化し難くなり、外観の改善が可能になる。

また、フィルム層は、加硫済みタイヤのゴム層上に熱融着や接着剤などによる接着により設けることができるので、従来の煩雑なバフ作業をなくすことができる。

以下、本発明の実施の形態について添付の図面を参照しながら詳細に説明する。

図１は、本発明の空気入りタイヤの一実施形態を示し、１はトレッド部、２はサイドウォール部、３はビード部である。

左右のビード部３間にタイヤ径方向に延在する補強コードをタイヤ周方向に所定の間隔で配置してゴム層に埋設したカーカス層４が延設され、その両端部がビード部３に埋設したビードコア５の周りにビードフィラー６を挟み込むようにしてタイヤ軸方向内側から外側に折り返されている。

トレッド部１のカーカス層４の外周側には、複数のベルト層７が設けられている。サイドウォール部２の外表面２ａには、ファッション性を付与するための模様などからなる突状部８が設けられている。この突状部８は、図２に示すように、外表面２ａ上に配置したゴム層９と、このゴム層９上に配設したフィルム層１０とから構成されている。

ゴム層９は、天然ゴムにブチルゴム、ハロゲン化ブチルゴム、エチレン-プロピレン-ジエン三元共重合体（ＥＰＤＭ）の３種類の中から選ばれる少なくとも１種類のゴムを配合した厚さ０．５ｍｍ〜１．５ｍｍのゴム層から構成されている。サイドウォール部２のゴムには、通常、ジエン系ゴムが使用されるが、それと接着性が良好な天然ゴムを含有することにより、サイドウォール部２との接着性を確保するようにしている。また、ブチルゴム、ハロゲン化ブチルゴム、ＥＰＤＭの３種類のうちの少なくとも１種類を配合させることで、フィルム層１０の汚染の原因となる老化防止剤及びワックスを使用せずにゴム層９の酸化劣化を抑制するようにしている。

フィルム層１０は、熱可塑性樹脂に二酸化チタンを配合してなる厚さ１μｍ〜３０μｍのフィルム層、または熱可塑性樹脂成分とエラストマー成分とをブレンドした熱可塑性エラストマー組成物に二酸化チタンを配合してなる厚さ１０μｍ〜３００μｍのフィルム層から構成されている。タイヤ表面に露出するフィルム層１０は二酸化チタンの添加により白色となり、黒色のタイヤにおいてファッション性を付与している。

上述したフィルム層１０は、ゴム層９を含むタイヤを通常の方法により製造した後、ゴム層９の表面にフィルム層１０を熱融着により接着させたり、或いは接着剤で接着させることにより設けることができる。接着剤としては、例えば、フェノール樹脂系（ケムロック２２０・ロード社）、塩化ゴム系（ケムロック２０５、ケムロック２３４Ｂ）、イソシアネート系（ケムロック４０２）等を例示することができる。

上述した本発明によれば、ホワイトゴムコンパウンドより経時劣化し難いフィルム層１０を使用してファッション性を付与するようにする一方、そのフィルム層１０をサイドウォール部２の外表面２ａに直接設けずにゴム層９を介して配置することで、フィルム層１０を汚染するサイドウォール部２のゴムに含有する老化防止剤やワックスがフィルム層１０に容易に移行することがない。従って、ファッション性を付与するフィルム層１０の劣化に起因する外観悪化の改善が可能になる。

しかも、フィルム層１０は、加硫済みタイヤのゴム層９上に接着させることで設けることができるので、従来の煩雑なバフ作業を排除することができる。

フィルム層１０の厚さが上記下限値より小さいと、薄すぎるために、内側のゴム層９の黒が浮き出て、フィルム層１０の白色が阻害される。フィルム層１０の厚さが上記上限値より大きいと、剛性の高いフィルム層１０の厚さが厚くなりすぎるため、タイヤの繰り返し変形によりフィルム層１０が破損する虞れが生じる。好ましくは、フィルム層１０の厚さは、熱可塑性樹脂の場合は３μｍ〜２０μｍ、熱可塑性エラストマー組成物の場合は１０μｍ〜２００μｍがよい。

ゴム層９の厚さが０．５ｍｍ未満であると、サイドウォール部２のゴムに含有する老化防止剤やワックスが移行してフィルム層１０を汚染する問題が発生し易くなる。厚さが１．５ｍｍを超えると、剛性が高くなりすぎて乗心地性が悪化する。

本発明において、ゴム層９の天然ゴムと、ブチルゴム、ハロゲン化ブチルゴム、ＥＰＤＭの３種類の中から選ばれる少なくとも１種類のゴムとの比率としては、天然ゴムが５重量部〜７０重量部、好ましくは汚染防止の点からは５重量部〜３０重量部、接着性の点からは２０重量部〜７０重量部がよい。

上記フィルム層１０は、赤や青、緑などの有彩色に着色するようにしてもよく、これによりファッション性を高めることができる。このような着色は樹脂用の顔料、染料を配合したり、市販の樹脂カラーマスターバッチを配合すればよい。

また、フィルム層１０は白色を含む複数の異なる色を有するように構成してもよく、これによりファッション性を一層高めることができる。このように異なる色を使用する場合、例えば、ゴム層９とフィルム層１０をタイヤ周方向に沿って環状に設け、フィルム層１０の異なる色をタイヤ周方向に周期的に配置する。例えば、２色の異なる色を交互に等間隔で配置することで、ファッション性に加えてタイヤ試験時の光電的なタイヤ回転パルス計測に利用することができる。

本発明では、フィルム層１０に用いられる熱可塑性樹脂としては、例えば、ポリアミド系樹脂〔例えば、ナイロン６（Ｎ６）、ナイロン６６（Ｎ６６）、ナイロン４６（Ｎ４６）、ナイロン１１（Ｎ１１）、ナイロン１２（Ｎ１２）、ナイロン６１０（Ｎ６１０）、ナイロン６１２（Ｎ６１２）、ナイロン６／６６共重合体（Ｎ６／６６）、ナイロン６／６６／６１０共重合体（Ｎ６／６６／６１０）、ナイロンＭＸＤ６（ＭＸＤ６）、ナイロン６Ｔ、ナイロン６／６Ｔ共重合体、ナイロン６６／ＰＰ共重合体、ナイロン６６／ＰＰＳ共重合体〕及びそれらのＮ−アルコキシアルキル化物、例えば、ナイロン６のメトキシメチル化物、ナイロン６／６１０共重合体のメトキシメチル化物、ナイロン６１２のメトキシメチル化物、ポリエステル系樹脂〔例えば、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンイソフタレート（ＰＥＩ）、ＰＥＴ／ＰＥＩ共重合体、ポリアリレート（ＰＡＲ）、ポリブチレンナフタレート（ＰＢＮ）、液晶ポリエステル、ポリオキシアルキレンジイミドジ酸／ポリブチレンテレフタレート共重合体などの芳香族ポリエステル〕、ポリニトリル系樹脂〔例えば、ポリアクリロニトリル（ＰＡＮ）、ポリメタクリロニトリル、アクリロニトリル／スチレン共重合体（ＡＳ）、（メタ）アクリロニトリル／スチレン共重合体、（メタ）アクリロニトリル／スチレン／ブタジエン共重合体〕、ポリメタクリレート系樹脂〔例えば、ポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）、ポリメタクリル酸エチル〕、ポリビニル系樹脂〔例えば、酢酸ビニル、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）、ビニルアルコール／エチレン共重合体（ＥＶＯＨ）、ポリ塩化ビニリデン（ＰＤＶＣ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、塩化ビニル／塩化ビニリデン共重合体、塩化ビニリデン／メチルアクリレート共重合体、塩化ビニリデン／アクリロニトリル共重合体（ＥＴＦＥ）〕、セルロース系樹脂〔例えば、酢酸セルロース、酢酸酪酸セルロース〕、フッ素系樹脂〔例えば、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、ポリフッ化ビニル（ＰＶＦ）、ポリクロルフルオロエチレン（ＰＣＴＦＥ）、テトラフロロエチレン／エチレン共重合体〕、イミド系樹脂〔例えば、芳香族ポリイミド（ＰＩ）〕等を好ましく用いることができる。

熱可塑性エラストマー組成物は、上述した熱可塑性樹脂の成分にエラストマー成分を混合して構成することができる。使用されるエラストマーとしては、例えば、ジエン系ゴム及びその水添物〔例えば、天然ゴム（ＮＲ）、イソプレンゴム（ＩＲ）、エポキシ化天然ゴム、スチレンブラジエンゴム（ＳＢＲ）、ブラジエンゴム（ＢＲ、高シスＢＲ及び低シスＢＲ）、ニトリルゴム（ＮＢＲ）、水素化ＮＢＲ、水素化ＳＢＲ〕、オレフィン系ゴム〔例えば、エチレンプロピレンゴム（ＥＰＤＭ、ＥＰＭ）、マレイン酸変性エチレンプロピレンゴム（Ｍ−ＥＰＭ）、ブチルゴム（ＩＩＲ）、イソブチレンと芳香族ビニル又はジエン系モノマー共重合体、アクリルゴム（ＡＣＭ）、アイオノマー〕、含ハロゲンゴム〔例えば、Ｂｒ−ＩＩＲ、ＣＩ−ＩＩＲ、イソブチレンパラメチルスチレン共重合体の臭素化物（Ｂｒ−ＩＰＭＳ）、クロロプレンゴム（ＣＲ）、ヒドリンゴム（ＣＨＲ）、クロロスルホン化ポリエチレンゴム（ＣＳＭ）、塩素化ポリエチレンゴム（ＣＭ）、マレイン酸変性塩素化ポリエチレンゴム（Ｍ−ＣＭ）〕、シリコンゴム〔例えば、メチルビニルシリコンゴム、ジメチルシリコンゴム、メチルフェニルビニルシリコンゴム〕、含イオウゴム〔例えば、ポリスルフィドゴム〕、フッ素ゴム〔例えば、ビニリデンフルオライド系ゴム、含フッ素ビニルエーテル系ゴム、テトラフルオロエチレン−プロピレン系ゴム、含フッ素シリコン系ゴム、含フッ素ホスファゼン系ゴム〕、熱可塑性エラストマー〔例えば、スチレン系エラストマー、オレフィン系エラストマー、エステル系エラストマー、ウレタン系エラストマー、ボリアミド系エラストマー〕等を好ましく使用することができる。

上記した特定の熱可塑性樹脂成分とエラストマー成分との相溶性が異なる場合は、第３成分として適当な相溶化剤を用いて両者を相溶化させることができる。ブレンド系に相溶化剤を混合することにより、熱可塑性樹脂とエラストマー成分との界面張力が低下し、その結果、分散層を形成しているゴム粒子径が微細になることから両成分の特性はより有効に発現されることになる。そのような相溶化剤としては、一般的に熱可塑性樹脂及びエラストマー成分の両方又は片方の構造を有する共重合体、或いは熱可塑性樹脂又はエラストマー成分と反応可能なエポキシ基、カルボニル基、ハロゲン基、アミノ基、オキサゾリン基、水酸基等を有した共重合体の構造をとるものとすることができる。これらは混合される熱可塑性樹脂とエラストマー成分の種類によって選定すればよいが、通常使用されるものには、スチレン／エチレン・ブチレンブロック共重合体（ＳＥＢＳ）及びそのマレイン酸変性物、ＥＰＤＭ、ＥＰＭ、ＥＰＤＭ／スチレン又はＥＰＤＭ／アクリロニトリルグラフト共重合体及びそのマレイン酸変性物、スチレン／マレイン酸共重合体、反応性フェノキシン等を挙げることができる。かかる相溶化剤の配合量には特に限定はないが、好ましくは、ポリマー成分（熱可塑性樹脂とエラストマー成分との合計）１００重量部に対して、０．５〜１０重量部がよい。

熱可塑性樹脂とエラストマーとをブレンドする場合の特定の熱可塑性樹脂成分（Ａ）とエラストマー成分（Ｂ）との組成比は、特に限定はなく、フィルムの厚さ、耐空気透過性、柔軟性のバランスで適宜決めればよいが、好ましい範囲は重量比（Ａ）／（Ｂ）で１０／９０〜９０／１０、更に好ましくは１５／８５〜９０／１０である。

本発明に係る熱可塑性エラストマー組成物には、上記必須ポリマー成分に加えて、フィルム層１０としての熱可塑性エラストマー組成物の必要特性を損なわない範囲で前記した相溶化剤ポリマーなどの他のポリマーを混合することができる。他のポリマーを混合する目的は、熱可塑性樹脂とエラストマー成分との相溶性を改良するため、材料の成型加工性をよくするため、耐熱性向上のため、コストダウンのため等があり、これに用いられる材料としては、例えば、ポリエチレン（ＰＥ）ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリスチレン（ＰＳ）、ＡＢＳ、ＳＢＳ、ポリカーボネート（ＰＣ）等を例示することができる。本発明に係る熱可塑性エラストマー組成物には、更に一般的にポリマー配合物に配合される充填剤（炭酸カルシウム、酸化チタン、アルミナ等）、カーボンブラック、ホワイトカーボン等の補強剤、軟化剤、可塑剤、加工助剤、顔料、染料、老化防止剤等を上記弾性率の要件を損なわない限り任意に配合することもできる。

また、上記エラストマー成分は熱可塑性樹脂との混合の際、動的に加硫することもできる。動的に加硫する場合の加硫剤、加硫助剤、加硫条件（温度、時間）等は、添加するエラストマー成分の組成に応じて適宜決定すればよく、特に限定されるものではない。

加硫剤としては、一般的なゴム加硫剤（架橋剤）を用いることができる。具体的には、イオウ系加硫剤としては粉末イオウ、沈降性イオウ、高分散性イオウ、表面処理イオウ、不溶性イオウ、ジモルフォリンジサルファイド、アルキルフェノールジサルファイド等を例示でき、例えば、０．５〜４phr〔phr:ゴム成分（エラストマー）１００重量部あたりの重量部〕程度用いることができる。

また、有機過酸化物系の加硫剤としては、ベンゾイルパーオキサイド、ｔ−ブチルヒドロパーオキサイド、２，４−ジクロロベンゾイルパーオキサイド、２，５−ジメチル−２，５−ジ（ｔ−ブチルパーオキシ）ヘキサン、２，５−ジメチルヘキサン−２，５−ジ（パーオキシルベンゾエート）等が例示され、例えば、１〜２０phr 程度用いることができる。

更に、フェノール樹脂系の加硫剤としては、アルキルフェノール樹脂の臭素化物や、塩化スズ、クロロプレン等のハロゲンドナーとアルキルフェノール樹脂とを含有する混合架橋系等が例示でき、例えば、１〜２０phr 程度用いることができる。その他として、亜鉛華（５phr 程度）、酸化マグネシウム（４phr 程度) 、リサージ（１０〜２０phr 程度) 、ｐ−キノンジオキシム、ｐ−ジベンゾイルキノンジオキシム、テトラクロロ−ｐ−ベンゾキノン、ポリ−ｐ−ジニトロソベンゼン（２〜１０phr 程度) 、メチレンジアニリン（０．２〜１０phr 程度) が例示できる。

また、必要に応じて、加硫促進剤を添加してもよい。加硫促進剤としては、アルデヒド・アンモニア系、グアニジン系、チアゾール系、スルフェンアミド系、チウラム系、ジチオ酸塩系、チオウレア系等の一般的な加硫促進剤を、例えば、０．５〜２phr 程度用いることができる。具体的には、アルデヒド・アンモニア系加硫促進剤としては、ヘキサメチレンテトラミン等、グアジニン系加硫促進剤としては、ジフェニルグアジニン等、チアゾール系加硫促進剤としては、ジベンゾチアジルジサルファイド（ＤＭ）、２−メルカプトベンゾチアゾール及びそのＺｎ塩、シクロヘキシルアミン塩等、スルフェンアミド系加硫促進剤としては、シクロヘキシルベンゾチアジルスルフェンアマイド（ＣＢＳ）、Ｎ−オキシジエチレンベンゾチアジル−２−スルフェンアマイド、Ｎ−ｔ−ブチル−２−ベンゾチアゾールスルフェンアマイド、２−（チモルポリニルジチオ）ベンゾチアゾール等、チウラム系加硫促進剤としては、テトラメチルチウラムジサルファイド（ＴＭＴＤ）、テトラエチルチウラムジサルファイド、テトラメチルチウラムモノサルファイド（ＴＭＴＭ）、ジペンタメチレンチウラムテトラサルファイド等、ジチオ酸塩系加硫促進剤としては、Ｚｎ−ジメチルジチオカーバメート、Ｚｎ−ジエチルジチオカーバメート、Ｚｎ−ジ−ｎ−ブチルジチオカーバメート、Ｚｎ−エチルフェニルジチオカーバメート、Ｔｅ−ジエチルジチオカーバメート、Ｃｕ−ジメチルジチオカーバメート、Ｆｅ−ジメチルジチオカーバメート、ピペコリンピペコリルジチオカーバメート等、チオウレア系加硫促進剤としては、エチレンチオウレア、ジエチルチオウレア等を挙げることができる。

また、加硫促進助剤としては、一般的なゴム用助剤を併せて用いることができ、例えば、亜鉛華（５phr 程度）、ステアリン酸やオレイン酸及びこれらのＺｎ塩（２〜４phr 程度）等が使用できる。熱可塑性エラストマー組成物の製造方法は、予め熱可塑性樹脂成分とエラストマー成分（ゴムの場合は未加硫物）とを２軸混練押出機等で溶融混練し、連続相（マトリックス）を形成する熱可塑性樹脂中に分散相（ドメイン）としてエラストマー成分を分散させることによる。エラストマー成分を加硫する場合には、混練下で加硫剤を添加し、エラストマー成分を動的加硫させてもよい。また、熱可塑性樹脂またはエラストマー成分への各種配合剤（加硫剤を除く）は、上記混練中に添加してもよいが、混練の前に予め混合しておくことが好ましい。熱可塑性樹脂とエラストマー成分の混練に使用する混練機としては、特に限定はなく、スクリュー押出機、ニーダ、バンバリミキサー、２軸混練押出機等が使用できる。中でも熱可塑性樹脂とエラストマー成分の混練およびエラストマー成分の動的加硫には、２軸混練押出機を使用するのが好ましい。更に、２種類以上の混練機を使用し、順次混練してもよい。溶融混練の条件として、温度は熱可塑性樹脂が溶融する温度以上であればよい。また、混練時の剪断速度は１０００〜７５００Sec ^-1であるのが好ましい。混練全体の時間は３０秒から１０分、また加硫剤を添加した場合には、添加後の加硫時間は１５秒から５分であるのが好ましい。上記方法で作製された熱可塑性エラストマー組成物は、通常のフィルム押出成形機を用いて定法によりシート状に押出成形すればよい。

このようにして得られるフィルムは、熱可塑性樹脂（Ａ）のマトリクス中にエラストマー成分（Ｂ）が不連続相として分散した構造をとる。かかる構造をとることにより、フィルムに十分な柔軟性と連続相としての樹脂層の効果により十分な剛性を併せ付与することができると共に、エラストマー成分の多少によらず、成形に際し、熱可塑性樹脂と同等の成形加工性を得ることができる。

タイヤサイズを１７５／６５Ｒ１４で共通にし、サイドウォール部の外表面にゴム層を介してフィルム層（白色）を設け、ゴム層とフィルム層を表１のようにした図１に示す構成の本発明タイヤ１〜４（本実施例１〜４）と、ホワイトゴムコンパウンドを用いた従来タイヤをそれぞれ作製した。

これら各試験タイヤを以下に示す方法により、汚れ度合いの評価試験を行ったところ、表１に示す結果を得た。
汚れ度合い
各試験タイヤを直射日光が当たるビルの屋上に６ヶ月放置した後、フィルム層及びホワイトゴムの色の変化を目視により観察した。

表１から、本発明は、フィルム層の色にほとんど変化がなく、外観を改善できることがわかる。

本発明の空気入りタイヤの一実施形態を示す部分断面図である。 図１の要部拡大断面図である。

符号の説明

１ トレッド部
２ サイドウォール部
２ａ 外表面
３ ビード部
８ 突状部
９ ゴム層
１０ フィルム層

Claims (4)

1. サイドウォール部の外表面に、天然ゴムにブチルゴム、ハロゲン化ブチルゴム、エチレン-プロピレン-ジエン三元共重合体の３種類の中から選ばれる少なくとも１種類のゴムを配合した厚さ０．１５ｍｍ〜１．５ｍｍのゴム層を介して、熱可塑性樹脂に二酸化チタンを配合してなる厚さ１μｍ〜３０μｍのフィルム層、または熱可塑性樹脂成分とエラストマー成分とをブレンドした熱可塑性エラストマー組成物に二酸化チタンを配合してなる厚さ１０μｍ〜３００μｍのフィルム層を設けた空気入りタイヤ。
2. 前記フィルム層を有彩色に着色した請求項１に記載の空気入りタイヤ。
3. 前記フィルム層が複数の異なる色を有する請求項１または２に記載の空気入りタイヤ。
4. 前記ゴム層及びフィルム層をタイヤ周方向に沿って環状に設け、該フィルム層の異なる色をタイヤ周方向に周期的に配置した請求項３に記載の空気入りタイヤ。

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